国内外部分国家标准品发展现状

随着经济的发展与科学的进步,标准品、标准物质、标准样品这一类的词语,已经越来越多被人们熟识。简单的理解,它们就是对物质进行定性和定量测量分析的一种“标尺”,这个小小的标尺度量出了对应物质的质量。


标准品的起源

标准品随着全球工业化发展的需要而发展起来的,它最先在美国出现,应用于钢铁制造领域。美国标准局(现为美国国家标准与技术研究院National Institute of Standards and Technology,简称NIST) 于1906年制备和颁布了第一批冶金标准品/标准样品(4种铁、1种钢),这被认为是具有现代科学技术含义上的标准品 /标准样品。

随后,美国在1911年又发布了铜、铜矿石等标准品/标准样品,品种扩大到25种。标准品/标准样品的出现解决了现场分析的准确一致的问题,确保了产品质量,提高了生产效率。标准品/标准样品得到了工业界的承认,在其它国家也迅速发展起来,英国、德国、日本等国家都先后颁布了自行研制的钢铁标准品/标准样品

1952年,我国国家标准化主管行政部门批准发布了由钢铁研究总院、上海材料研究所等单位共同研制的第一批钢铁(钢3种、铁2种)标准样品。这类标准样品的研制成功,进一步规范了冶炼生铁过程中的标准化,为新中国的建设和工业领域的标准化发展做出了重要贡献。

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全球标准品组织——国际标准化组织标准品委员会(ISO/REMCO)

目前国际组织中在标准品合作方面最有影响力的是国际标准化组织标准品委员会(ISO/REMCO),1973年由美国国家标准局(NBS)与国际法制计量组织(OIML)联合成立独立的国际标准品委员会,并在国际标准化组织(ISO)的批准组建下于1974年成立有关标准品的特别工作组(REMPA)。1975年9月,ISO理事会正式批准将该工作组转换为直属于ISO中央秘书处的标准品委员会(缩写为ISO/REMCO)。该委员会的目的是持续协调有证标准品并促进其在全世界范围内的应用。

ISO/REMCO的成员国分为正式成员(P成员)和观察员(O成员)两种,目前已有超过31个正式成员国及39个观察成员国。成员国的任务主要有:

1)建立标准品的概念、条件和定义;

2)根据标准品的使用目的,明确其最基本的特性;

3)针对标准品的研制提出行动计划以支持 ISO的其他项目;

4)为ISO技术委员会制定标准品的相关指南;

5)与国际组织就标准品领域的问题进行协商;

6)对标准品管理董事会提出标准品相关的意见与建议。

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全球标准品组织——COMAR信息库

20世纪70年代末,法国国家度量衡学实验开发出一套计算机索引编码系统,简称COMAR,用于对标准品进行统一编码,促进了标准品信息系统的国际化。20世纪80年代,在法国国家度量衡学实验室、英国国家物理实验所和德国国家材料研究所的合作下,COMAR不断扩张信息系统,收录了近3000种有证标准品。

1990年5月,这一合作信息系统在7个国家的标准品实验机构(包括中国国家标准品研究中心(NRCCRM)、法国国家度量衡学实验室(LNE)、美国国家标准技术研究院(NIST)英国政府化学家研究所(LGC)、德国国家材料研究所(BAM)、日本国际贸易和工业检验所、前苏联全苏标准品计量研究所)组成的成员国中达成协议,建立国际标准品信息库并下设秘书处正常维护运行信息库。

COMAR 信息库正为世界范围标准品的研制和发展提供着最宝贵、最新的最权威的免费资源。

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美国标准品发展现状

美国是最早研究标准品的国家之一。为了促进美国的科技创新和产业竞争力 推进测量科学、标准和技术来促进经济安全和提高生活质量美国于1901年成立了美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards and Technology ,NIST)于1906年正式制备和颁布了第一批金标准品,其中包括4种铁和1种钢。

目前,NIST研制的标准品主要分为三大类化学成分、物理特性和工程材料,其中化学成分又分为黑色金属有色金属、微量分析、高纯金属健康与工业卫生、无机、基准气体混合物、矿物燃料有机、食品和农业、地质材料和岩石、瓷与玻璃水泥、机械磨损材料和法医鉴定等15 个子分类。物理特性又分为离子活度、聚合物特性、热力学特性、光学特性、放射性、电学特性、计量学、陶瓷与玻璃和X射线光谱测定等9个子分类工程材料又分为尺寸、表面粗糙度、无损测定、自动数据处理、发光研究和其他性能的工程材料等6个子分类。

NIST将标准品分为三类:NIST规范的标准品( Standard Reference Materials,SRM)、NIST标准品(Reference materials,RM)以及可溯源证书的标准品。

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德国标准品发展现状

德国国家材料实验室(BAM)是一家联邦政府高级科研机构隶属于联邦共和国经济劳工部。该机构致力于开发化学技术领域的安全生产、利用物理和化学方法研究材料并研制标准品和方法、促进BAM科研核心领域的成果的传播合作制订标准和临界值的法规并为联邦政府以及相应的产业提供材料技术的安全指导。BAM可提供的有证标准品分为14类包括钢铁产品、有色金属、特殊材料、原发性纯物质、环境、食品、混合气体、弹性材料同位素标准品、高分子标准品、微粒尺寸分布标准品、层状和检验标准品、可渗透标准品、光学材料等数量达到了310余种。

目前 BAM正在研制的标准品有钢铁类的非合金钢铁标准品、高合金钢铁物质有色金属及合金类的铜合金以及食品类的黑麦面粉中的麦角生物碱以及食用油中玉米赤霉烯酮标准品等。

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日本标准品发展现状

日本也是研究标准品比较早的国家之一。早在1903年,日本成立日本计量院( National Metrology Institute of Japan,NMI),直接隶属于日本高级工业科技研究院。NMI代表着日本的法定计量技术,致力于研究、开发利用计量标准和标准品。目前日本的标准品研制机构有很多,如主要研制钢铁类标准品的日本钢铁联合会(JISF),研究元素成分标准品的日本环境研究所(National Institute for Environmental Studies,NIES)等。

仅在2009年10月统计的数据,日本研制的标准品多达6600多种,在COMAR数据库中提供的标准品数量达到1577种。

目前,全球半导体材料市场,日本占据了近一半的市场份额,其高精尖半导体材料的研制,也很大程度上有赖于其半导体材料标准品的研制实力。日本较为知名的标准品厂家有东京化成工业株式会社TCI、JFE/JSM 日本钢铁株式会社、日本关东化学株式会社等。

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中国标准品发展现状

我国的标准品研究起步较晚1987年我国国家计量局根据《中华人民共和国计量法实施细则》中对“计量器具”的定义,制订了我国的《标准品管理办法》,标志着标准品纳入了依法管理的计量器具范围。此后还相继颁布了《中华人民共和国依法管理的计量器具目录》、《制备标准品办理许可证的具体规定》等法规,以及《标准品常用术语》《标准品证书编写规则》、《标准品研制(生产)机构通用要求》等规范性文件为我国标准品的研究提供了技术支持和规范要求

我国将标准品分为一级标准品和二级标准品,并在《标准品管理办法》中对标准品的定级条件进行了明确的规定。根据学科和专业的不同,标准品又分为 13 类,包括钢铁成分分析标准品、有色金属及金属中气体成分分析标准品、建材成分分析标准品、核材料成分分析与放射性测量标准品、高分子材料特性测量标准品、化工产品成分分析标准品、地质矿产成分分析标准品、环境化学分析标准品、临床化学分析与药品成分分析标准品、食品成分分析标准品、煤炭石油成分分析和物理特性测量标准品、工程技术特性测量标准品和物理特性与物理化学特性测量标准品等

1955年我国成立中国计量科学研究院,根据国际计量科学前沿开展计量基准、计量标准和标准品的国际量值比对,实现国际等效。

    以上是全球部分国家标准品发展现状。未来的标准品研制方向,将朝着新材料、新环境污染物等方向发展。除了政府机构,也将有更多的社会机构参与到标准品的研制中,促进标准品产业的快速发展。

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